Связанный контент
- Настройка крошечных электрических зарядов внутри клеток может бороться с инфекцией
Странные эксперименты показывают, что плоские черви могут сохранять тренированное поведение даже после того, как они обезглавлены. Фото пользователя Flickr gailhampshire
Давно известно, что многие виды червей обладают замечательной способностью отращивать тело и даже определенные органы, когда их отрезают. Но новое исследование, проведенное парой ученых из Университета Тафтса, показало, что планарии - маленькие существа, часто называемые плоскими червями, которые могут жить в воде или на земле - способны восстанавливать что-то еще более удивительное.
Исследователи, Тал Шомрат и Майкл Левин, обучили плоских червей путешествовать по шероховатой поверхности, чтобы получить доступ к еде, а затем сняли головы. Спустя две недели, после того, как головы отросли, черви каким-то образом восстановили свою склонность перемещаться по пересеченной местности, как недавно обнаружили исследователи в Журнале экспериментальной биологии .
Через две недели головы червей отросли вместе с тренировками, которые они получили до обезглавливания. Изображение из журнала экспериментальной биологии / Шормат и Левин
Интерес к воспоминаниям о плоских червях датируется 1950-ми годами, когда серия странных экспериментов, проведенных Мичиганским биологом Джеймсом Макконнеллом, показала, что черви могут обрести способность перемещаться по лабиринту, питаясь остатками других плоских червей, которые были обучены проходить через тот же лабиринт Макконнелл предположил, что тип генетического материала, называемый «РНК памяти», был ответственен за это явление и мог передаваться между организмами.
Последующее исследование РНК с планарной памятью использовало тот факт, что черви могли легко восстанавливать головы после обезглавливания. В некоторых исследованиях головы червей были отрезаны, а затем регенерированы, пока они плавали в растворах РНК; в других, как отмечается в блоге « Field of Science», черви, которые уже обучались ориентироваться в лабиринте, тестировались после того, как были обезглавлены, и их головы отросли.
К сожалению, результаты Макконнелла были в значительной степени дискредитированы - критики указывали на небрежные методы исследования, а некоторые даже утверждали, что у планарий нет способности к долговременной памяти - и исследования в этой области бездействуют. Однако в последнее время Шомрат и Левин разработали автоматизированные системы для обучения и тестирования червей, которые позволили бы стандартизировать и строго измерять, как организмы приобретают и сохраняют память с течением времени. И хотя РНК памяти до сих пор считается мифом, их недавние исследования подтвердили, что воспоминания этих червей работают поразительно странным образом.
Автоматическая система исследователей устранила смещение, присущее наблюдателям-людям, отслеживая движение червей по пластине с помощью камер и кодируя их местоположения с помощью компьютера. Изображение из журнала экспериментальной биологии / Шормат и Левин
Компьютерная система исследователей имела дело с червями, из вида Dugesia japonica, в двух группах по 72 человека в каждой. Одна группа была вынуждена жить в чашке Петри с грубым дном, а другая - в течение десяти дней. Оба блюда были снабжены достаточным количеством червячной пищи (маленькие кусочки говяжьей печени), поэтому каждая группа была подготовлена к тому, чтобы узнать, что их конкретная поверхность означает «еда рядом».
Затем каждую группу отдельно помещали в чашку Петри с грубым дном, пищу которой размещали только в одном квадранте, вместе с ярко-синим светодиодом. Плоские черви обычно избегают света, поэтому проводить время в этом квадранте означало, что их ожидание еды поблизости превзошло их отвращение к свету.
В результате их подготовки черви, которые жили в грубых контейнерах, намного быстрее стекались в освещенный сектор. Исследователи проследили, чтобы видеокамеры автоматизированной системы отслеживали, сколько времени потребовалось червям, чтобы провести три минуты подряд под светом, а тем, кто выращивается в грубой посуде, понадобилось в среднем шесть минут, чтобы пройти это число, по сравнению с примерно семью с половиной. минут для другой группы. Это различие показало, что первая группа была подготовлена к тому, чтобы связывать шероховатые поверхности с едой, и исследовала эти поверхности с большей готовностью.
После этого все черви были полностью обезглавлены (каждый кусочек мозга был удален) и оставлены в покое, чтобы вырастить их головы в течение следующих двух недель. Когда их поместили обратно в камеру с шероховатой поверхностью, группа, которая ранее жила в грубой посуде, то есть их предыдущие головы жили в грубой посуде, все еще была готова отправиться в освещенный сектор грубой тарелки. и провести там более длительный период времени более чем на минуту быстрее, чем в другой группе.
Кажется невероятным, что в телах этих червей остались живые воспоминания о состоянии шероховатой поверхности даже после того, как их головы отрубили. Биологическое объяснение этому неясно, как отмечает блог The Verge . Предыдущие исследования подтвердили, что поведение червей контролируется их мозгом, но возможно, что некоторые из их воспоминаний, возможно, были сохранены в их телах, или что обучение, данное их начальным головам, каким-то образом изменило другие части их нервной системы, которые затем изменил, как выросли их новые мозги.
Есть и другой вид объяснения. Исследователи предполагают, что эпигенетика - изменения в структуре ДНК организма, которые изменяют экспрессию генов - может сыграть свою роль, возможно, кодируя память («грубые полы = еда») в ДНК червей.
В этом случае этот странный эксперимент даст еще один удивительный результат. Может и не быть такого понятия, как «РНК памяти», но, рассуждая о роли генетического материала в сохранении воспоминаний этих червей, Макконнелл, возможно, все-таки был на правильном пути.
